DE60118810T2 - Gasturbine - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gasturbine, die mit einem Druckverhältnis von 20 oder mehr arbeitet. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf eine Gasturbine, die in der Lage ist, einen Verlust des Turbinen-Wirkungsgrads infolge eines Stoßwellenverlustes sicher zu verhindern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Im folgenden wird eine herkömmliche Gasturbine unter Bezugnahme auf 7 erläutert. Im allgemeinen umfasst eine Gasturbine mehrere Stufen (in diesem Beispiel vier Stufen) von Leitschaufeln 1C bis 4C, die in einem Kreis um ein Gehäuse (Schaufelring oder Kammer) 1 herum angeordnet sind, und mehrere Stufen (in diesem Beispiel vier Stufen) von Laufschaufeln 1S bis 4S, die in einem Kreis um einen Rotor (Nabe oder Basis) 2 herum angeordnet sind. 7 zeigt nur die Leitschaufel 1C und die Laufschaufel 1S der ersten Stufe, sowie die Leitschaufel 4C und die Laufschaufel 4S der Endstufe, d.h. der vierten Stufe (der Bereich, der durch eine Ellipse mit durchgezogener Linie angedeutet ist).
  • In jüngster Zeit ist beim Großteil der Gasturbinen beispielsweise das Druckverhältnis (Expansionsverhältnis) aller Stufen groß, d.h. 20 oder mehr (π ≥ 20), und die Turbineneinlass-Gastemperatur ist hoch, nämlich 1450°C oder mehr (TIT ≥ 1450°C). Bei einer solchen Gasturbine beträgt daher das Druckverhältnis der Endstufe 2,0 oder mehr (π ≥ 2).
  • Wenn das Druckverhältnis der Endstufe mehr als 2,0 beträgt, wie 8 zeigt, befindet sich die mittlere Ausgangs-Machzahl (M2) der Laufschaufel 4S der Endstufe in einem Bereich von 0,95 bis 1,2 (0,95 ≤ M2 ≤ 1,2). Demgemäß befindet sich durch Stoßwellenverlust der Gesamt-Druckverlustkoeffizient der Laufschaufeln 4S der Endstufe in einem plötzlich wachsenden Bereich. Dies bedeutet eine Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads. In 8 zeigt der Bereich der Machzahl von M2 < 0,95 in der Richtung des Pfeils A den Bereich einer herkömmlichen Gasturbine zur Stromerzeugung mit niedriger Last oder einer Gasturbine für ein Luftfahrzeug. Der Bereich der Machzahl > 1,2 in der Richtung des Pfeils B zeigt den Bereich einer Dampfturbine. Im folgenden wird der Mechanismus der Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads infolge einer Stoßwelle unter Bezugnahme auf die 9 und die 10(A) und (B) erläutert. Die Laufschaufel 4S der Endstufe besteht aus einer Vorderkante 3, einer Hinterkante 4 und einer Wölbung 5 und einem Rücken 6, der die Vorderkante 3 und die Hinterkante 4 verbindet. In 9 gibt der schwarze Pfeil die Drehrichtung der Laufschaufel 4S der Endstufe an.
  • Wenn das Druckverhältnis aller Stufen groß ist, ist auch das Druckverhältnis der Endstufe groß, und die Machzahl ist bei der Laufschaufel 4S der Endstufe groß. Wie im einzelnen bei der Machzahl-Verteilung an der Schaufeloberfläche in
  • 10(B) gezeigt ist, ist die Machzahl auf der Rückenseite 6 der Laufschaufel 4S der Endstufe groß. Wenn die Machzahl 1 überschreitet, wie in 9 gezeigt ist, wird eine Stoßwelle 7 erzeugt. Durch die Erzeugung dieser Stoßwelle 7 wird eine Grenzschicht 8 (schattierter Bereich in 9 und 10(A)) in einem Bereich von hinter der Stoßwelle 7 zu der Hinterkante 4 auf der Rückenseite 6 der Laufschaufel 4S der Endstufe gebildet. Diese Grenzschicht 8 nimmt zu, wenn die Machzahl zunimmt. Durch das Wachsen der Grenzschicht 8 nimmt der Druckverlust zu, und der Wirkungsgrad der Turbine wird gemindert. Das heißt, durch die Grenzschicht 8 wird die Strömung des Verbrennungsgases G gestört und der Wirkungsgrad der Turbine gemindert.
  • Die Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads infolge einer Stoßwelle tritt deutlicher in dem Bereich der Spitzenseite bzw. Außenseite in Erscheinung (beispielsweise der ovale Bereich in 7 in unterbrochener Linie), insbesondere bei der Laufschaufel 4S der Endstufe.
  • EP-A-0953728 offenbart ein Turbogebläse-Triebwerk, das mit einer Boosterstruktur versehen ist, bei der die Laufschaufel des Boosters eine Tandem-Laufschaufel ist. Die Formen, die Positionsbeziehung und die Teilung der vorderen und hinteren Schaufeln der Tandem-Laufschaufel sind so festgelegt, dass ein Druckverhältnis einer Stufe, welche die Tandem-Laufschaufel aufweist, 1,3 beträgt. Die Ausgangswinkel sind für alle Stufen gleich, da die Schaufeln nicht verdreht sind.
  • US-A-3135796, US-A-2660401, US-A-4284388, GB-A-868100 und US-A-6036438 offenbaren verschiedene Laufschaufel-Gestaltungen für Axialströmungs-Turbomaschinen.
  • Abriss der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasturbine bereitzustellen, welche sicher die Abnahme eines Turbinen-Wirkungsgrads infolge eines Stoßwellenverlusts bei einer Gasturbine verhindert, die mit einem Druckverhältnis von 20 oder mehr arbeitet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Gasturbine bereitgestellt, die mit einem Druckverhältnis von 20 oder mehr arbeitet und die eine Endstufe von Schaufeln umfasst, welche Leitschaufeln und Laufschaufeln aufweist, wobei ein Austrittswinkelverhältnis der Leitschaufeln 0,85 oder mehr beträgt, wobei das Austrittswinkelverhältnis ein Verhältnis eines außenendseitigen Austrittswinkels zu einem nabenseitigen Austrittswinkel ist, und wobei ein Nabenverhältnis an einer Gasaustrittsseite der Laufschaufeln 0,4 oder mehr bis 0,65 oder weniger beträgt, wobei das Nabenverhältnis ein Verhältnis eines Nabenradius zu einem Außenendradius ist.
  • Weitere Aufgaben und Merkmale dieser Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 ein erläuterndes Diagramm einer Druckmessung, das Beispiele von Gasturbinen und Ausführungsformen von Gasturbinen der Erfindung zeigt,
  • 2 ein erläuterndes Diagramm eines Abschnitts der Endstufe,
  • 3 ein erläuterndes Diagramm einer Skalierung der Laufschaufel der Endstufe,
  • 4 eine Teil-Schnittansicht zur Darstellung eines weiteren Beispiels einer Gasturbine,
  • 5 eine vergrößerte Teil-Schnittansicht derselben,
  • 6 ein erläuterndes Diagramm eines Druckverhältnisses derselben,
  • 7 ein erläuterndes Diagramm einer allgemeinen Gasturbine,
  • 8 eine graphische Darstellung der Korrelation einer mittleren bestehenden Machzahl und einem Gesamt-Druckverlustkoeffizient der Gasturbinen-Laufschaufel der Endstufe,
  • 9 eine Schnittansicht längs einer Linie IX-IX in 7, und
  • 10(A) ein erläuterndes Diagramm eines Abschnitts an einer Außenendseite einer Laufschaufel der Endstufe, und 10(B) ein erläuterndes Diagramm einer Machzahl-Verteilung auf der Schaufeloberfläche an einer Außenendseite der Laufschaufel der Endstufe.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Im folgenden werden Ausführungsformen der Gasturbine gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.
  • 1 zeigt ein erstes Beispiel einer Gasturbine, das zur Erläuterung von Aspekten der Erfindung dient. In den Zeichnungen geben die gleichen Bezugsziffern wie in 7 bis 10 entsprechende Teile an.
  • Die obere Hälfte von 1 dient zur Erklärung, wie Druck in der Endstufe von Schaufeln ("Endstufe") gemessen wird. In dem Diagramm bezeichnet der Punkt P1 den Druckmesspunkt an der Außenend-Einlassseite der Leitschaufel 4C der Endstufe. Der Punkt P2 stellt die Druckmesspunkte an der Außenend-Austrittsseite der Leitschaufel 4C der Endstufe sowie an der Außenend-Einlassseite der Laufschaufel 4S der Endstufe dar. Der Punkt P3 zeigt den Druckmesspunkt an der Außenend-Austrittsseite der Laufschaufel 4S der Endstufe. Der Punkt P4 gibt den Druckmesspunkt an der mittleren Einlassseite der Leitschaufel 4C der Endstufe an. Der Punkt P5 stellt die Druckmesspunkte an der mittleren Austrittsseite der Leitschaufel 4C der Endstufe der mittleren Einlassseite der Laufschaufel 4S der Endstufe dar. Der Punkt P6 zeigt den Druckmesspunkt an der mittleren Austrittsseite der Laufschaufel 4S der Endstufe.
  • Die untere Hälfte von 1 gibt eine Erklärung, wie ein Druckverhältnis auf der Basis der Druckmessung in der oberen Hälfte von 1 aufgebaut ist. In dem Diagramm zeigt ΔP4S das Druckverhältnis an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe. ΔP4S' zeigt das Druckverhältnis (mittleres Druckverhältnis) in der Mitte der Seite der Laufschaufel 4S der Endstufe. ΔP4C zeigt das Druckverhältnis an der Außenendseite der Leitschaufel 4C der Endstufe, ΔP4C' zeigt das Druckverhältnis (mittleres Druckverhältnis) an der Mitte der Seite der Leitschaufel 4C der Endstufe. ΔP4C,4S bezieht sich auf das Druckverhältnis an der Außenendseite der Endstufe. ΔP4C',4S' gibt das Druckverhältnis (mittleres Druckverhältnis) an der Mittenseite der Endstufe an.
  • Die Gasturbine nach dem ersten Beispiel arbeitet mit einem Druckverhältnis von 20 oder mehr (π ≥ 20), wobei die Struktur der stromabwärtigen Seite mit der Leitschaufel 4C der Endstufe so gestaltet ist, dass das Druckgefälle an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe 0,15 MPa oder weniger betragen kann (ΔP ≤ 0,15 MPa).
  • Bei der Gasturbine des ersten Beispiels kann der Druckunterschied ΔP an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe, das heißt das Druckverhältnis ΔP4S an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe gemäß 1(B) kleiner eingestellt werden als das mittlere Druckverhältnis ΔP4S'. Infolgedessen kann die Machzahl bei der Laufschaufel 4S der Endstufe kleiner gehalten werden, und daher kann bei der mit einem Druckverhältnis von 20 oder mehr arbeitenden Gasturbine eine Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads infolge eines Stoßwellenverlustes sicher verhindert werden.
  • 2 und 3 zeigen ein zweites Beispiel der Gasturbine, das zur Erläuterung bestimmter Aspekte der Erfindung dient. In der Zeichnung beziehen sich die gleichen Bezugsziffern wie in 1 und in 7 bis 10 auf entsprechende Teile.
  • 2 ist ein erläuterndes Diagramm des Abschnitts der Endstufe. Die Leitschaufel 4C der Endstufe besteht aus einer Vorderkante 10, einer Hinterkante 11, einer Wölbung 12 und einem Rücken 13, welcher die Vorderkante 10 und die Hinterkante 11 verbindet.
  • 3 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung des Skalierungsverhältnisses der Leitschaufel der Endstufe.
  • Bei der Gasturbine des zweiten Beispiels beträgt das Skalierungsverhältnis der Leitschaufel 4C der Endstufe, das heißt das außenendseitige Skalierungsverhältnis/nabenseitige Skalierungsverhältnis 0,9 oder weniger (außenendseitige Skalierung/nabenseitige Skalierung ≤ 0,9). Die Skalierung der Leitschaufel 4C der Endstufe nimmt von der Außenendseite zur Nabenseite zu, wie in 3 gezeigt ist.
  • Die Skalierung wird festgelegt durch (Halslänge CO/Teilung CS). Die Halslänge CO ist der kürzeste Abstand von der Hinterkante 11 zur Rückseite 13 der angrenzenden Leitschaufel 4C der Endstufe. Die Teilung CS ist der Abstand zwischen den Vorderkanten 10 oder zwischen den Hinterkanten 11 der angrenzenden Leitschaufel 4C der Endstufe.
  • Bei der Gasturbine des zweiten Beispiels, wie es in 3 gezeigt ist, ist die Skalierung an der Außenendseite der Leitschaufel 4C der Endstufe auf einen kleinen Wert reduziert. Infolgedessen ist, wie in der unteren Hälfte von 1 gezeigt ist, das Druckverhältnis ΔP4C an der Außenendseite der Leitschaufel 4C der Endstufe für den Großteil des Druckverhältnisses ΔP4C,4S der Endstufe verantwortlich, und das Druckverhältnis ΔP4S an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe kann verringert werdet, so dass es kleiner ist als das durchschnittliche Druckverhältnis ΔP4S'. Infolgedessen kann die Machzahl bei der Laufschaufel 4S der Endstufe kleiner gestaltet werden, und eine Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads infolge eines Stoßwellenverlustes kann sicher verhindert werden.
  • Ferner kann, wie 3 zeigt durch Erhöhen der Skalierung an der Nabenseite der Leitschaufel 4C der Endstufe der Reaktionsgrad (Druckverhältnis von Laufschaufel/Druckverhältnis der Stufe) an der Nabenseite der Endstufe (der von einer strichpunktierten Linie in 7 umgrenzte Raum) verstärkt werden. Wenn der Reaktionsgrad an der Außenendseite der Endstufe (das Druckverhältnis der Laufschaufel ΔP4S/das Druckverhältnis der Stufe ΔP4C,4S) durch Reduzieren der Skalierung an der Außenendseite der Endstufe geringer wird, besteht daher kein spezielles Problem bei der Gestaltung der Turbine.
  • Außerdem wird bei der Gasturbine des zweiten Beispiels durch Verwendung des Skalierungsverhältnisses der in 3 gezeigten Leitschaufel 4C der Endstufe als Parameter die Turbinengestaltung vereinfacht.
  • Bei der Gasturbine einer Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 2 gezeigt ist, beträgt das Austrittswinkelverhältnis α2 (außenendseitiger Austrittswinkel/nabenseitiger Austrittswinkel) der Leitschaufel 4C der Endstufe 0,85 oder mehr (außenendseitiger Austrittswinkel/nabenseitiger Austrittswinkel ≥ 0,85).
  • Bei der Gasturbine der Ausführungsform ist ebenso wie bei der Gasturbine des zweiten Beispiels der Austrittswinkel α2 an der Außenendseite der Leitschaufel 4C der Endstufe reduziert. Infolgedessen ist, wie in der oberen Hälfte von 1 gezeigt ist, das außenendseitige Druckverhältnis ΔP4C der Leitschaufel 4C der Endstufe für den Großteil des Druckverhältnisses ΔP4C,4S der Endstufe verantwortlich, und das Druckverhältnis ΔP4S an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe kann verringert werden, so dass es kleiner ist als das durchschnittliche Druckverhältnis ΔP4S'. Infolgedessen kann die Machzahl bei der Laufschaufel 4S der Endstufe klein gehalten werden, und eine Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads infolge eines Stoßwellenverlustes kann sicher verhindert werden.
  • Ferner kann durch Erhöhen des Austrittswinkels α2 an der Nabenseite der Leitschaufel 4C der Endstufe der Reaktionsgrad an der Nabenseite der Endstufe (Druckverhältnis der Laufschaufel/Druckverhältnis der Stufe) verbessert werden. Wenn der Reaktionsgrad an der Außenendseite der Endstufe (Druckverhältnis ΔP4S der Laufschaufel/Druckverhältnis ΔP4C,4S der Stufe) durch Verkleinern des Austrittswinkels α2 an der Außenendseite der Endstufe kleiner wird, besteht daher kein spezielles Problem bei der Gestaltung der Turbine.
  • Gemäß der Gasturbine der Ausführungsform wird ebenso wie bei der Gasturbine des zweiten Beispiels durch Verwendung des Austrittswinkelverhältnisses α2 der Leitschaufel 4C der Endstufe als Parameter die Turbinengestaltung vereinfacht.
  • Bei der Gasturbine der Erfindung beträgt das Nabenverhältnis an der Austrittsseite der Laufschaufel 4S der Endstufe (Nabenradius R1/Außenendradius R2) 0,4 oder mehr bis 0,65 oder weniger (0,4 ≤ Nabenradius/Außenendradius ≤ 0,65). Der Nabenradius R1 und der Außenendradius R2 sind wie in 7 definiert.
  • Bei der Gasturbine der Erfindung ist das Nabenverhältnis an der Austrittsseite der Laufschaufel 4S der Endstufe in einem Bereich von 0,4 bis 0,65 definiert. Infolgedessen kann das Skalierungsverhältnis der Leitschaufel 4C der Endstufe der Gasturbine in dem zweiten Beispiel und das Austrittswinkelverhältnis α2 der Leitschaufel 4C der Endstufe der Gasturbine in der Ausführungsform in geeigneter Weise festgelegt werden.
  • Bei der Gasturbine einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beträgt der mittlere Reaktionsgrad der Endstufe 0,3 oder mehr bis 0,6 oder weniger (0,3 ≤ Reaktionsgrad ≤ 0,6).
  • Infolgedessen kann bei der Gasturbine der weiteren Ausführungsform durch Definieren des mittleren Reaktionsgrades der Endstufe in einem Bereich zwischen 0,3 und 0,6 der durchschnittliche Reaktionsgrad der Endstufe zufriedenstellend beibehalten werden, und es besteht kein spezielles Problem bei der Turbinengestaltung.
  • Bei der Gasturbine einer noch anderen Ausführungsform, wie sie in 2 gezeigt ist, beträgt die Krümmung von dem Hals So der Rückseite 6 zur Hinterkante 4 der Laufschaufel 4S der Endstufe (Krümmungsradius Se der Rückseite 6 von der Teilung SS/Hals SO zu der Hinterkante 4 der Laufschaufel 4S der Endstufe) 0 oder mehr bis 0,15 oder weniger (0 ≤ Krümmungsradius Se der Rückseite 6 von der Teilung SS/Hals SO zu der Hinterkante 4 der Laufschaufel 4S der Endstufe ≤ 0,15).
  • Bei der Gasturbine der weiteren Ausführungsform ist die Krümmung von dem Hals SO der Rückseite 6 zur Hinterkante 6 der Laufschaufel 4S der Endstufe in einem Bereich von 0 bis 0,15 definiert. Infolgedessen kann das Skalierungsverhältnis der Leitschaufel 4C der Endstufe der Gasturbine bei dem zweiten Beispiel sowie das Austrittswinkelverhältnis α2 der Leitschaufel 4C der Endstufe der Gasturbine in der Ausführungsform in geeigneter Weise festgelegt werden.
  • 4 bis 6 zeigen ein weiteres Beispiel der Gasturbine. In den Zeichnungen sind gleiche Teile wie in den 1 bis 3 und den 7 bis 10 mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
  • In den Zeichnungen ist die Bezugsziffer 14 ein Kanal, der einen Diffusordurchgang 15 bildet, welcher mit der End-Austrittsseite der Gasturbine in Verbindung steht. Dieser Kanal 14 ist beispielsweise mit einem Abgas-Heizkessel (nicht dargestellt) verbunden.
  • Von dem Kanal 14 ist die Kanalwand 16 in dem Abschnitt des spezifizierten Abstands L von dem der Gasturbine gegenüberliegenden Ende parallel zu der Innenseite der Welle O-O der Gasturbine gezogen (0° ≤ θ ≤ 5°).
  • Der Abstand L der Kanalwand 16 beträgt das 0,5fache oder mehr bis 3fache oder weniger der Schaufel-Sehnenlänge C von der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe (0,5C ≤ L ≤ 3C). Ferner sind die stromabseitigen Kanalwände 17, 18, 19 der Kanalwand 16 in zwei Stufen gefaltet, so dass sie ebenso wie bei dem herkömmlichen Kanal geneigt sind (durch eine Doppel-Strichpunktlinie in 4 und 5 angedeutet).
  • Bei der Gasturbine des weiteren Beispiels ist der Druck in der Kanalwand 16 (mit einem Kreis in unterbrochener Linie in 4 angedeutet) größer, die parallel oder an der Innenseite aus dem Diffusordurchgang 15 heraus gezeichnet ist. Dementsprechend erhöht sich der Druck P3 an der Außenend-Austrittsseite der Laufschaufel 4S der Endstufe gegenüber der Kanalwand 16, und das Druckverhältnis ΔP4S an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe ist kleiner. Folglich kann die Machzahl bei der Laufschaufel der Endstufe klein gehalten werden, und eine Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads infolge eines Stoßwellenverlusts kann sicher verhindert werden.
  • Da das Druckverhältnis an der Nabenseite der Laufschaufel 4S der Endstufe unverändert ist, bleibt der Reaktionsgrad an der Nabenseite der Endstufe (Druckverhältnis der Laufschaufel/Druckverhältnis der Stufe) der gleiche. Wenn der Reaktionsgrad an der Außenendseite der Endstufe (Druckverhältnis ΔP4S der Laufschaufel/Druckverhältnis ΔP4C,4S der Stufe) durch Verringern des Druckverhältnisses ΔP4S an der Außenendseite der Laufschaufel 4S der Endstufe kleiner wird, gibt es daher kein spezielles Problem bei der Gestaltung der Turbine.
  • Bei der Gasturbine dieser Erfindung beträgt das Austrittswinkelverhältnis der Leitschaufel der Endstufe (außenendseitiger Austrittswinkel/nabenseitiger Austrittswinkel) 0,85 oder mehr, und ebenso wie bei der Erfindung kann der Austrittswinkel an der Außenendseite der Leitschaufel der Endstufe reduziert werden. Demgemäß ist die Außenendseite der Leitschaufel der Endstufe verantwortlich für den Großteil des Druckverhältnisses der Endstufe, und das Druckverhältnis an der Außenendseite der Laufschaufel der Endstufe kann verkleinert werden. Infolgedessen kann die Machzahl in der Laufschaufel der Endstufe klein gehalten werden, und eine Abnahme des Turbinen-Wirkungsgrads infolge eines Stoßwellenverlusts kann sicher verhindert werden. Ferner kann durch Vergrößern des Austrittswinkels an der Nabenseite der Leitschaufel der Endstufe der Reaktionsgrad an der Nabenseite der Endstufe (Druckverhältnis der Laufschaufel/Druckverhältnis der Stufe) vergrößert werden. Wenn der Reaktionsgrad an der Außenendseite der Endstufe durch Reduzieren des Austrittswinkels an der Außenendseite der Endstufe kleiner wird, gibt es daher kein spezielles Problem bei der Gestaltung der Turbine. Außerdem wird durch Anwenden des Austrittswinkelverhältnisses der Leitschaufel der Endstufe als Parameter die Turbinengestaltung vereinfacht.
  • Ferner beträgt das Nabenverhältnis an der Austrittsseite der Laufschaufel der Endstufe (Nabenradius/Außenendradius) 0,4 oder mehr bis 0,65 oder weniger, und daher kann das Austrittswinkelverhältnis der Leitschaufel der Endstufe gemäß der Erfindung in geeigneter Weise festgelegt werden.
  • Darüberhinaus beträgt der durchschnittliche Reaktionsgrad der Endstufe 0,3 oder mehr bis 0,6 oder weniger und daher kann der durchschnittliche Reaktionsgrad der Endstufe zufriedenstellend beibehalten werden und es besteht kein spezielles Problem bei der Turbinengestaltung.
  • Ferner beträgt die Krümmung von dem rückseitigen Hals zur Hinterkante der Laufschaufel der Endstufe (Krümmungsradius der Rückseite von der Teilung/dem Hals zu der Hinterkante) 0 oder mehr bis 0,15 oder weniger, und daher kann das Skalierungsverhältnis der Leitschaufel der Endstufe der Gasturbine und das Austrittswinkelverhältnis der Leitschaufel der Endstufe der Erfindung in geeigneter Weise festgelegt werden.

Claims (3)

  1. Gasturbine, die mit einem Druckverhältnis von 20 oder mehr arbeitet, mit einer Endstufe von Schaufeln, die Leitschaufeln (4C) und Laufschaufeln (4S) umfasst, wobei ein Austrittswinkelverhältnis der Leitschaufeln (4C) 0,85 oder mehr beträgt, und das Austrittswinkelverhältnis ein Verhältnis eines außenendseitigen Austrittswinkels (α2) zu einem nabenseitigen Austrittswinkel (α2) ist, und wobei ein Nabenverhältnis an einer Gasaustrittsseite der Laufschaufeln (4S) 0,4 oder mehr bis 0,65 oder weniger beträgt, und das Nabenverhältnis ein Verhältnis eines Nabenradius (R1) zu einem Außenendradius (R2) ist.
  2. Gasturbine nach Anspruch 1, wobei ein durchschnittlicher Reaktionsgrad der Endstufe von Schaufeln 0,3 oder mehr bis 0,6 oder weniger beträgt.
  3. Gasturbine nach Anspruch 1, wobei eine Krümmung von einem rückseitigen Hals (SO) zu einer Hinterkante (4) der Laufschaufeln (4S) 0 oder mehr bis 0,15 oder weniger beträgt, wobei die Krümmung äquivalent zu einem Krümmungsradius (Se) der Rückseite (6) von der Teilung („pitch") (SS)/Hals (SO) zu der Hinterkante (4) ist.
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